© Porsche renault Megane
Pendant la majeure partie de l’histoire de l’automobile, tirer le meilleur parti de votre voiture sportive impliquait de la commander avec une transmission manuelle. Le monde d’aujourd’hui est très différent; les boîtes de vitesses automatiques et à double embrayage modernes ont presque fait disparaître le puissant manuel des véhicules amateurs.
Cela dit, même les partisans manuels les plus ardents sont connus pour faire parfois des éloges sur la boîte de vitesses sans doute la plus responsable de ce changement de vitesse: Le Doppelkupplungsgetriebe de Porsche. Le PDK, comme on l’appelle plus communément, n’est peut-être arrivé sur les voitures de route de Porsche qu’en 2009, mais la boîte de vitesses est en fait sur le point de célébrer son 40e anniversaire. Pour une meilleure compréhension des débuts du développement de PDK, Route et Piste s’est assis avec certains des hommes derrière le succès éventuel de PDK.
Le développement du PDK remonte aux années 1970.L’impact de la crise du carburant au milieu des années 70 a conduit le gouvernement allemand à étudier des méthodes d’amélioration de l’économie de carburant. Porsche a joué un rôle dans cette enquête. En 1979, le ministère fédéral allemand de la Recherche et de la Technologie a conclu son étude avec l’aide des constructeurs automobiles du pays, et Porsche a déterminé qu’une transmission à double embrayage offrait un avantage économique considérable par rapport aux automatismes traditionnels à convertisseur de couple.
Il est à noter que Porsche n’a pas inventé la technologie qui sous-tend les transmissions à double embrayage pour cette étude; la proposition d’une telle boîte de vitesses est arrivée dans les années 1930 et a été conçue par Adolphe Kégresse. Cette étude n’était même pas la première fois qu’un double embrayage était discuté au sein de l’entreprise. Au cours des années 1960, l’ingénieur Porsche Imre Szodfrid a mis à jour le design de Kégresse, bien qu’il se soit avéré difficile à perfectionner à l’ère pré-informatique. Pourtant, après la conclusion de l’étude de 1979, le constructeur automobile a poursuivi le développement d’un nouveau prototype.
© Porsche Rainer Wüst photographié ici aux côtés du pilote Hans-Joachim Stuck.
Les premières mules d’essai de PDK arriveraient en 1981 avec des modèles 924 et 924 Turbo, avec l’ingénieur Rainer Wüst à la tête du projet. Wüst a noté que le développement a commencé par une refonte sérieuse des efforts antérieurs de Szodfrid, car la disposition totalement mécanique devait disparaître. Au lieu de cela, l’équipe utiliserait un système complexe d’actionneurs électrohydrauliques pour gérer les tâches de quart de travail.
”À l’époque, je pense que nous avions 15 ou 20 ans d’avance, ce qui est beaucoup de temps pour le mettre en production », a déclaré Wüst Route et Piste.“J’étais convaincu que le PDK était une bonne technologie, mais au moment où nous avons développé le PDK, il n’y avait pas de composants pour la production en série. Il n’y avait pas de vannes de régulation de pression, d’autres vannes de régulation ou de composants électroniques. Nous utilisions l’électronique du prototype, comme au moment où les premières électroniques du moteur entraient en jeu. Nous avons utilisé un boîtier électronique à partir d’un moteur et l’avons modifié pour la boîte de vitesses. Toutes ces pièces à notre époque étaient pré-développées, mais pas disponibles en production de masse.”
© Porsche La double embrayage par excellence est sur le point d’avoir son 40e anniversaire. Nous nous sommes assis avec certains des p
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Ces premiers prototypes à double embrayage, qui ne portaient pas encore le nom PDK, ont une fonction similaire aux unités que nous avons l’habitude de voir aujourd’hui. La boîte de vitesses comportait un embrayage à la place d’un volant d’inertie traditionnel, composé de deux embrayages secs. Ces embrayages pouvaient être commandés indépendamment via la pression hydraulique dans le système, et chacun était fixé à l’un des deux arbres qui se chevauchent. Comme pour les unités à double embrayage modernes, l’un de ces arbres comportait des vitesses paires, tandis que l’autre gérait les numéros impairs. Tous les engrenages d’entraînement partageaient un seul arbre de sortie, ce qui permet à un embrayage de s’engager tandis que l’autre se désengage au milieu du changement de vitesse. Les avantages en termes d’efficacité de la conception étaient d’un intérêt initial, mais le système a également prouvé qu’il pouvait accélérer les temps de travail par rapport à un bâton traditionnel. Ce temps de changement de vitesse réduit offrait un énorme avantage aux moteurs turbocompressés de Porsche, car les baisses de pression de suralimentation étaient réduites.
De là, PDK était destiné à faire de la course.
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Le directeur de la recherche de Porsche, Helmut Flegl, commencerait le développement d’une boîte de vitesses PDK pour la voiture de course 956 à partir de 1982. La 956 racer comportait un moteur à six cylindres à plat de 2,65 litres de type 935 fortement turbocompressé, développant environ 635 ch. Un tel rendement était bien au-delà de ce qu’un Turbo 924 pompait et, par conséquent, la boîte de vitesses prototype a été retravaillée une fois de plus. Cette transmission améliorée serait connue en interne sous le nom de Type 2612, bien que la Porsche Doppelkupplungsgetriebe le nom allait bientôt suivre. La boîte de vitesses n’a pas été un succès immédiat, les premiers essais de 1983 en Afrique du Sud et en France ayant tous deux entraîné des pannes de boîte de vitesses. Les embrayages à sec utilisés par PDK en particulier étaient aux prises avec une surchauffe; le pack d’embrayage n’avait aucun moyen de dissiper efficacement la chaleur. Cela a conduit à une usure excessive et même à un gauchissement pur et simple des disques. Malheureusement pour Porsche, les débuts en course de la boîte de vitesses à Imola en 1984 se sont terminés lors du premier tour d’essais libres de la séance. Les choses se sont améliorées au cours de l’année, mais PDK était encore loin de la domination du sport automobile. Avec 1985 à l’horizon, Porsche a fait appel à un gentleman local nommé Hans-Joachim « Strietzel » Stuck, connu pour être, disons-le, un peu rapide.
Stuck a rappelé dans une interview accordée à Road & Track qu’il était immédiatement intéressé à devenir pilote de développement pour le programme PDK, car les installations de Porsche à Weissach n’étaient qu’à quelques minutes de son domicile. Cette proximité de l’installation a permis au conducteur d’avoir un arrangement un peu inhabituel avec le constructeur automobile.
« Il y avait des actions où les mécaniciens terminaient le réservoir à quatre heures. Ils sont rentrés chez eux, ou peut-être que le chef d’équipe était là, et je vidais le réservoir et mettais la voiture dans le garage, puis je rentrais chez moi ”, a déclaré Stuck. « J’ai fait tellement de milliers de kilomètres de tests.”
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Presque dès que Stuck a commencé à interagir avec son véhicule de développement, qui était alors devenu le 962, le pilote de course a été vendu avec la technologie. S’il était indéniable que la transmission avait encore besoin de quelques améliorations de fiabilité, les avantages du siège du conducteur étaient déjà présents.
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“Dès le moment où j’ai conduit la voiture à Weissach, j’étais convaincu du système », a déclaré Stuck. « Parce que changer de vitesse sans baisser les gaz vous rend plus rapide dans une course d’un virage à l’autre. La boîte de vitesses synchronisée standard était très agréable, mais il fallait sortir de l’accélérateur, pousser l’embrayage, mettre la vitesse, ce qui était un domaine où le PDK pouvait trouver du temps.
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Stuck apporterait ses propres idées au programme PDK pendant ces journées de développement, comme le concept d’un levier de vitesses à bouton-poussoir. Au lieu de motiver un levier de vitesses traditionnel d’avant en arrière, les conducteurs choisiraient plutôt des vitesses avec des boutons situés sur le côté droit du volant. Le bouton au-dessus du rayon gérerait les changements de vitesse, tandis qu’un bouton placé sous le rayon contrôlait les vitesses en descendant. En permettant aux conducteurs de garder les mains sur le volant en tout temps, Stuck croit que PDK a amélioré la concentration et la sécurité du conducteur pendant les dés sur la piste.
“C’était logique dès le départ, car il y avait plus de concentration sur la conduite”, a déclaré Stuck. » Par exemple, en 1977, lorsque je pilotais la Formule 1, nous devions changer de vitesse 1 300 fois. Nous avons essentiellement conduit la course d’une seule main, et c’était la même chose dans la 962. La voiture n’avait pas de direction assistée, et avec l’appui, la voiture avait une direction très lourde, et avec PDK, nous pouvions laisser les deux mains sur le volant.”
Malgré les problèmes posés par les embrayages à sec, PDK commencera à connaître un réel succès en course en 1986. Une 962 équipée de PDK pilotée par Stuck et son coéquipier Derek Bell remportera la victoire à Monza cette année-là. Stuck a ensuite remporté la première série de Supercup ADAC Würth en 1986 au volant d’une 962 équipée de PDK. Il défendra ce titre un an plus tard dans un 962 C.
La voiture était clairement rapide lors de ces épreuves plus courtes, bien que des problèmes de fiabilité de l’embrayage aient empêché la 962 d’utiliser PDK pour les courses d’endurance. Cela dit, ce succès n’est pas venu sans quelques changements dans la stratégie de course du constructeur automobile. Les voitures PDK sont rapidement devenues connues pour boire du carburant à un taux plus élevé que leurs frères et sœurs équipés de manuels, car les conducteurs pouvaient rester dans le boost plus longtemps et n’avaient pas à lever pour changer de vitesse. Cela a créé un problème dans les séries où des limites de carburant ont été fixées.
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L’usine a finalement développé une méthode intelligente pour résoudre ce problème. Si une zone de freinage commence généralement à 300 mètres, les conducteurs ont reçu l’ordre de lever l’accélérateur aux alentours de la marque des 500 mètres. Ensuite, les pilotes brisaient durement les freins à environ 250 mètres. Au cours de la course, cela permettrait aux pilotes d’économiser des milliers de mètres de conduite à plein régime, et s’est avéré bénéfique dans la recherche de l’efficacité sur la piste.
”C’était vraiment une chose délicate à faire“, a déclaré Stuck, « mais cela a fonctionné.”
Bien que la 962 équipée de PDK offre un sérieux gain de performance par rapport à la variante à levier de vitesses, seuls les pilotes d’usine Porsche avaient expérimenté la boîte de vitesses au moment où elle a quitté le service officiel après la saison 1987.
En fin de compte, le manque de solutions d’embrayage humide réalisables a fait de la boîte de vitesses une proposition difficile pour l’utilisation des voitures de course et de route. Les frottements variés fournis par les embrayages à sec ont rendu le réglage du système intrinsèquement difficile et n’ont pas fourni la douceur souhaitée par Porsche pour une utilisation sur route.
Porsche a commencé à développer ses propres embrayages humides pour y remédier, ce que Wüst considère comme le premier de leur genre. Malheureusement, le constructeur automobile a annulé le programme avant la fin de ces unités. Ce n’était pas parce que le constructeur n’avait pas confiance dans le design, mais plutôt parce que Porsche n’était pas dans la meilleure situation financière à la fin des années quatre-vingt.
© Porsche Coupe d’un premier prototype PDK
Les choses semblaient différentes pour le constructeur automobile peu de temps après le début du siècle. Au moment où les Boxsters et les 996 parsèment les lots de concessionnaires, l’intérêt de Porsche pour un double embrayage digne de la route a commencé à revenir. Leur intérêt n’a fait qu’augmenter lorsque des réglementations plus strictes en matière d’économie de carburant ont commencé à devenir une réalité au milieu de la décennie, et l’intérêt pour les avantages d’économie de carburant d’un double embrayage est apparu au premier plan. Avec d’autres constructeurs automobiles cherchant à adopter la technologie, Porsche a finalement mis des pièces à disposition de fournisseurs pour fabriquer quelque chose de spécial. Avec l’aide de ZF, PDK, j’arriverais pour l’année modèle 2009.
Cette boîte de vitesses est basée sur les mêmes principes que la Type 2612, bien qu’elle présente la disposition toujours importante de l’embrayage humide. Au lieu de disposer ces embrayages en tandem comme auparavant, Porsche a choisi que les deux se chevauchent concentriquement. Cela permet de garder la transmission compacte et légère, tout en offrant de l’espace pour un rapport supplémentaire par rapport à l’alternative manuelle. Les ordinateurs modernes garantissent que les pressions hydrauliques sont parfaites pour les situations de conduite normales et sportives, et peuvent engager et désengager les embrayages à des vitesses variables. Plusieurs versions de PDK I ont été créées, dont une spécialement conçue pour la Panamera à moteur avant.
En 2017, le PDK II mis à jour était prêt. Cette unité à huit rapports a été conçue spécifiquement pour répondre aux futurs plans d’électrification et propose de nouvelles approches du système à double embrayage. Au lieu d’utiliser deux arbres pour monter les engrenages, PDK II en a quatre. Cela fait de la place pour un moteur électrique, que l’on trouve dans le boîtier de transmission des modèles hybrides actuels.
L’efficacité n’est pas la raison pour laquelle PDK est devenu si populaire auprès des amateurs. La boîte de vitesses s’est révélée être l’une des plus réactives et des plus rapides de l’industrie, tout en apportant une touche de sport automobile à la gamme Porsche. Et bien que PDK puisse ne pas remplacer un manuel en engagement pur et simple, il y a une raison pour laquelle la majorité des nouvelles Porsche en sont équipées.
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Stuck, bien qu’il soit certes partial dans ses sentiments sur le sujet, est assez clair sur sa position sur ce débat qui fait toujours rage.
“Lorsque j’aurai la chance d’avoir le choix entre un PDK et un manuel, je prendrai le PDK à 1000%, même dans la voiture de route”, a déclaré Stuck. » J’adore ça. Peut-être que je suis un peu affecté d’avoir fait le développement de PDK, mais il est tellement plus facile de changer avec plus de précision. Donc, pour moi, ce n’est pas le choix du type de boîte de vitesses que j’utiliserais.”
En seulement 40 ans, la boîte de vitesses PDK est passée d’un prototype obscur à quelque chose avec lequel de nombreux conducteurs interagissent quotidiennement. Il a contribué à façonner l’ère moderne de la voiture de performance, et semble prêt à continuer à le faire à l’ère de l’hybridation. Oui, Volkswagen a battu Porsche en lançant un double embrayage pour la consommation publique, mais aucune marque n’est plus synonyme de technologie. L’équipe de développement avait peut-être une bonne avance de 20 ans sur la courbe en 1981, mais le résultat est une boîte de vitesses moderne qui se sent toujours en avance sur ses pairs. Que vous révériez ou non le levier de vitesses, nous pouvons tous au moins remercier Porsche d’avoir construit l’un des meilleurs embrayages à double embrayage que l’argent puisse acheter.
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